UNIVERSAL ROBOTS: Aplicaţii cu roboţi colaborativi în producţia de electronice

Andrew Grove, pionierul industriei electronice şi a semiconductorilor, a spus cândva că "doar paranoicii supravieţuiesc" în domeniul afacerilor. Spunând asta, el s-a referit la faptul că, indiferent cât de important ar fi statutul companiei, nu există loc pentru autosatisfacţie. O afacere trebuie mereu să încerce noi tehnici, să caute clienţi noi, pieţe noi, pentru a fi cât mai pregătită pentru orice schimbări bruşte. Dacă încetează să se dezvolte, acest lucru vă conduce inevitabil la prăbuşirea companiei. În industriile în schimbare dinamică, precum producţia de electronice, este mai important ca oricând să fii "paranoic". Acest lucru ne-a fost demonstrat în special de pandemia care a pus producătorii în situaţii noi, uneori foarte dificile.

Astăzi, în industria electronică, creşterea cererii de produse electronice are loc simultan cu scăderea preţurilor la electronice şi componente. De asemenea, industria se confruntă cu un deficit de forţă de muncă calificată, iar pandemia COVID-19 obligă companiile să ofere măsuri de distanţare socială la locul de muncă. Companiile din industria electronică şi a semiconductoarelor se confruntă acum cu sarcina de a se adapta la aceste circumstanţe în schimbare rapidă fără a suferi scăderi la nivelul productivităţii şi calităţii. Roboţii colaborativi care oferă flexibilitatea şi adaptabilitatea necesare în condiţiile actuale contribuie la depăşirea cu succes a acestei provocări.

Nu este surprinzător faptul că industria electronică a îmbrăţişat cu entuziasm roboţii colaborativi. Raportul Interact Analysis din 2021 prezice o creştere uimitoare a vânzărilor globale de coboţi cu 15-20% de la an la an până în 2028. Iar industriile auto şi electronică au fost identificate de analişti drept cei mai mari utilizatori finali de roboţi colaborativi.

Pe măsură ce sectorul electronic se adaptează la schimbare - îmbrăţişând straturi de personalizare din ce în ce mai fine şi trecerea la mai multe procese de producţie cu volum redus/mixt - automatizarea flexibilă ajută companiile să ţină pasul. Roboţii colaborativi sunt flexibili şi uşor de implementat, relocat, programat şi reconfigurat pentru a efectua noi sarcini. Gama de aplicaţii a acestora în industria electronică este extrem de largă. Coboţii sunt capabili să efectueze acţiuni de la procesele de tăiere şi lipire la manipularea PCB, testarea ecranului tactil, inserarea pieselor, inspecţia, ambalarea produsului etc.

În acelaşi timp, acurateţea lor şi gradul ridicat de repetabilitate a operaţiunilor reduce numărul de produse defecte, reduce consumul de materiale şi, în consecinţă, cantitatea de deşeuri de producţie. De exemplu, coboţii UR3e şi UR5e asigură o repetabilitate a poziţiei de ± 0,03 mm (30 microni), care le permite să fie implementaţi într-o gamă largă de sarcini precise de fabricare a produselor electronice. Şi UR16e cobot, care poate manevra sarcini utile de până la 16 kg (35 lbs), oferă o repetabilitate de ± 0,05 mm (50 microni), care îl face potrivit pentru operaţiunile de ambalare şi paletizare de la sfârşitul liniei.

În plus, împreună cu ecosistemul UR+, unde sunt prezentate multe kituri de aplicaţii şi periferice certificate, Universal Robots oferă sisteme bazate pe coboţi concepute pentru a gestiona aplicaţii specifice care sunt critice pentru producătorii de electronice.

Coboţii cu greutate redusă au o amprentă mică, ceea ce înseamnă că pot fi integraţi rapid în unităţile de producţie, păstrând un timp minim de nefuncţionare şi fără a fi nevoie ca liniile de fabricaţie să fie

reproiectate. Pot fi montaţi pe perete, pe tavan sau pe platforme de roboţi mobili, printre multele posibilităţi de implementare. Toate acestea, împreună cu avantajele menţionate mai sus, fac coboţii soluţia potrivită pentru producătorii de electronice, în special pentru întreprinderile mici şi mijlocii.

În acelaşi timp, prin utilizarea coboţilor, companiile au grijă şi de angajaţii lor. Îi pot elibera de munca plictisitoare şi monotonă, de munca fizică dificilă şi epuizantă şi le pot direcţiona potenţialul într-o altă direcţie, de exemplu, către sarcini mai creative pe care doar mintea umană le poate realiza.

Experienţa clienţilor UR arată că rezultatul general al implementării coboţilor va conduce la o creştere a productivităţii, la îmbunătăţirea calităţii produselor, la reducerea erorilor umane în sarcinile repetitive şi la condiţii de muncă mai bune. Iată câteva exemple:

KOYO ELECTRONICS INDUSTRIES CO., LTD. a ales automatizarea cu coboţi pentru că avea nevoie de o soluţie care să poată face faţă gamei de forţe potrivite aplicaţiilor de inspecţie pe ecran tactil, care poate fi implementată în siguranţă lângă oameni, şi totul într-o formă compactă pentru a evita modificări semnificative ale liniilor existente. Cobot UR3 a îndeplinit toate aceste cerinţe.

Cobotul UR3 verifică panoul tactil cu un stylus şi dacă nu sunt găsite erori, se afişează un mesaj "OK" şi se activează lumina verde. Dacă este detectată o defecţiune, atunci este afişat un "NG" (not good) şi se activează lumina roşie împreună cu un sunet continuu. Drept urmare, responsabilul este alertat imediat de defecţiune şi se poate ocupa de remediere.

După implementarea UR3, productivitatea la KOYO a crescut cu 31%, iar numărul de persoane necesare pentru a se ocupa de sarcinile de inspecţie a panoului tactil a fost redus la jumătate. Compania a reuşit să direcţioneze resursele umane eliberate către alte site-uri de producţie. În acelaşi timp, recuperarea investiţiei în proiect a fost realizată în doar 12 luni.

Creşterea cererii de produse a împins, de asemenea, un alt client UR, Melecs EWS, spre automatizarea producţiei. Compania a căutat modalităţi de automatizare a proceselor de ambalare la sfârşitul liniei pentru linia sa de plăci cu circuite rotunde mici imprimate (PCB). Necesitând o operaţie manuală, în trei schimburi, ambalarea era o sarcină monotonă care trebuia finalizată într-un interval de timp de 5-6 secunde per modul.

După implementarea cobotului UR5 pentru a efectua ambalarea produselor finite, productivitatea fabricii a crescut cu 25%. Un lucrător plasează un grup de plăci cu circuite imprimate în zona de lucru a UR5. Cobotul scanează apoi trei plăci folosind scanere laser. Cele trei dispozitive de prindere (grippere) personalizate ale coboţilor preiau câte o placă fiecare şi apoi plasează toate cele trei plăci simultan într-o tavă. Când tava este complet încărcată, cobotul o ambalează într-o cutie folosind un dispozitiv de prindere cu aspirare. Când cutia este umplută, cobotul închide capacul. În acest moment, robotul colaborativ UR5, care funcţionează fără întrerupere în trei schimburi, împachetează în jur de două milioane de componente pe an fără erori, în ciuda faptului că trebuie să funcţioneze pe cicluri de timp stricte. Clientul a estimat perioada de recuperare a investiţiei la un an şi jumătate.

JVC Electronics Indonesia (JEIN) produce dispozitive audio-vizuale şi de navigaţie pentru maşini. Condusă de nevoia de a creşte productivitatea şi de a obţine o calitate a producţiei consecventă, menţinând timpi de livrare exigenţi, conducerea companiei a decis să înlocuiască mai multe sarcini manuale care consumă mult timp cu automatizarea.

Drept urmare, la fabrica JEIN au fost implementaţi şapte roboţi colaborativi UR3 care îndeplinesc acum diverse sarcini, cum ar fi înşurubarea, lipirea, preluarea şi plasarea.

Rezultatul implementării nu a fost doar o creştere a productivităţii, ci şi asigurarea unor condiţii de muncă mai bune pentru angajaţi. Anterior, ei trebuiau să efectueze operaţiuni periculoase, cum ar fi lipirea şi separarea componentelor care alcătuiesc placa cu circuite imprimate, în timpul cărora sunt eliberaţi vapori dăunători şi particule de praf. Acum toate sarcinile monotone şi periculoase sunt îndeplinite de coboţi. În plus, odată cu introducerea coboţilor, compania a reuşit să reducă costurile operaţionale anuale cu peste 80.000 USD.

După cum putem vedea, coboţii au devenit un instrument puternic care permite producătorilor de produse electronice să facă faţă cu succes unor provocări serioase precum creşteri neaşteptate ale cererii, lipsa de forţă de muncă calificată, lipsa spaţiului disponibil în unităţile de producţie etc. În acelaşi timp, ritmul rentabilităţii investiţiei permite nu numai rezolvarea problemelor actuale, ci şi dezvoltarea în continuare prin automatizarea proceselor noi. Iar flexibilitatea şi adaptabilitatea pe care le oferă automatizarea cu coboţi vor permite afacerilor să fie pregătite pentru orice schimbări neaşteptate.